Wie genau ist meine Uhr?

Vielleicht haben Sie das schon einmal erlebt: Sie kommen zu einem wichtigen Termin und Ihre Uhr sagt, dass Sie pünktlich sind . Aber sehr zu Ihrer Bestürzung bemerkt die Empfangsdame, dass sie sich gefragt hat, ob Sie auftauchen würden; Sie zeigt auf die Wanduhr, die anzeigt, dass Sie fünf Minuten zu spät sind.

Nachdem Sie sich von Ihrer Nervosität erholt haben, fragen Sie sich wahrscheinlich: Wie zum Teufel ist das passiert? Schließlich gehören Sie zu den sehr Gewissenhaften – die Art von Person, die eine Uhr kauft und dann umgehend die „korrekte Zeit“-Nummer (202-762-1401) des US Naval Observatory anruft, um sie genau einzustellen – bis hin zur zweite. Wie um alles in der Welt ist Ihre Uhr immer etwas daneben? Und manchmal ist es mehr als nur ein bisschen – oder zumindest bestehen Ihre Freunde darauf. Was zu einer weiteren Frage führt: Wessen Uhr ist korrekt – Ihre oder ihre? Und außerdem, wie genau kann man von seiner Uhr erwarten? Es ist genug, um die Hände hochzuwerfen und den Hit von Chicago aus dem Jahr 1969 zu singen: "Weiß jemand wirklich, wie spät es ist?" (Nein? Du hast keine Lust zu singen?)

Nun, falls es Sie tröstet, Sie sind nicht die erste Person, die sich von persönlicher Zeitmessung heimgesucht fühlt. Es ist eine verwirrende Sache. Aber wir gehen der Sache auf den Grund. Werfen wir zunächst einen Blick auf die Geschichte der Uhr.

1. Eine kurze Geschichte der (richtigen) Zeit
2. Wie stark variiert die Genauigkeit der Uhr und warum?
3. Einstellen Ihrer Uhr auf Genauigkeit
4. Anmerkung des Verfassers

Wie zu erwarten war, trugen die frühen Menschen keine Uhren. Und sie brauchten sie auch nicht wirklich, da sie aufgrund des nomadischen Jäger- und Sammlerlebensstils keine Pendlerzüge nehmen oder die abrechenbaren Stunden für Kunden im Auge behalten mussten. Aber die Entwicklung der Zivilisation und die Arbeitsteilung erhöhen den Druck auf die Menschen, effizient zusammenzuarbeiten. Sonnenuhren, die die von der Sonne geworfenen Schatten maßen, waren eine frühe Innovation. Die Ägypter, denen es darum ging, nachts die Zeit einzuhalten, damit ihre Priester wussten, wann sie Rituale durchführen sollten, erfanden die Wasseruhr – im Grunde eine riesige Vase mit einem Loch im Boden, die Stunden in Tropfen maß [Quelle: Woods]. Im mittelalterlichen Europa im 13. Jahrhundert machte das Aufkommen mechanischer Uhren sogar eine präzise Zeitmessung möglich. Die ersten mechanischen Uhren waren nur auf 15 Minuten genau, aber es wurden Fortschritte gemacht, als der niederländische Wissenschaftler Christiaan Huygens Ende des 17. Jahrhunderts eine Pendeluhr entwickelte, die jeden Tag nur 10 Sekunden Zeit verlor [Quellen: Lienhard , NIST ]. In den 1850er Jahren vermarktete American Watch Co. in Waltham, Mass., die ersten federbetriebenen Taschenuhren in Massenproduktion, die es den Menschen ermöglichten, die Zeit im Auge zu behalten, wohin sie auch gingen [Quelle: NMAH ].

Aber sobald alle Uhren hatten, gab es ein anderes, kniffligeres Dilemma: Auf welche Zeit sollten alle sie einstellen? Im Amerika des 19. Jahrhunderts gab es Hunderte von Ortszeiten, die jeweils von den großen Uhren in den örtlichen Gerichtsgebäuden oder Rathäusern bestimmt wurden, die wiederum an jedem Ort auf den Sonnenmittag eingestellt waren. Das bedeutete: Wenn es in Chicago Mittag war, war es in St. Louis 11:40 Uhr und in Detroit 12:18 Uhr. Dies stellte ein Problem für die damals wachsende Eisenbahnindustrie dar, die einen zuverlässigen Standard für Zugfahrpläne benötigte [Quelle: Mansfield ]. Die Eisenbahnen selbst stellten ihre Uhren auf Himmelsbeobachtungen am Harvard College Observatory, die sie per Telegraf erhielten [Quelle: NMAH]. Um die Diskrepanz zwischen Ortszeit und Eisenbahnzeit zu beseitigen, teilten Eisenbahnunternehmen die USA 1883 in vier Zeitzonen mit jeweils einer Standardzeit ein und zwangen die Städte, sich an diese anzupassen oder sich in wirtschaftliche Isolation zu begeben. Die Menschen in Maine ärgerten sich darüber, dass sie ihre Uhren um 25 Minuten auf das zurückstellen mussten, was sie als „Philadelphia Time“ verspotteten, aber schließlich wurde die ganze Nation synchronisiert [Quelle: Mansfield ].

Im 20. Jahrhundert entwickelten Wissenschaftler Uhren, die auf die Schwingungen von Kristallen und sogar einzelnen Atomen eingestellt waren, was es ermöglichte, die Zeit in so winzigen Einheiten zu messen – bis hinab zu den Billionsteln einer Sekunde – dass sie jenseits der normalen, nicht unterstützten menschlichen Wahrnehmung lagen [Quelle: NMAH ]. Deshalb haben wir alle die gleiche Zeit auf unseren Uhren und sind heute alle pünktlich zu unseren Terminen. Nur dass wir es nicht sind. Also, was ist damit los?

Zumindest theoretisch sollten wir alle Johnny-on-the-spot-synchronisiert sein. Ab den frühen 1970er Jahren verschaffte das Aufkommen von batteriebetriebenen Quarzarmbanduhren gewöhnlichen Menschen Zugang zu einer Zeitmessungstechnologie, die einst nur Wissenschaftlern und Technikern zur Verfügung stand [Quelle: NMAH ]. Wenn Sie Strom an ein winziges Stück Quarz anlegen und es dann biegen, gibt der Kristall im Grunde genommen ein relativ konstantes elektrisches Signal ab, das zum Betrieb eines elektronischen Zifferblatts verwendet werden kann [Quelle: NIST ]. In den frühen 2000er Jahren waren Quarzuhren so beliebt, dass mechanische Uhren auf nur 13 Prozent des globalen Uhrenmarktes reduziert wurden [Quelle: IEEE ].

Aber Quarzuhren für Endverbraucher sind nicht ganz präzise. Denken Sie daran, wir sprechen von relativ billigen Miniaturgeräten, die in Fabriken schnell in großen Mengen produziert werden – nicht von einem Multi-Millionen-Dollar-Gerät, das speziell für ein Labor gebaut wurde. Selbst die teuerste Quarzkristalluhr im Juweliergeschäft ist immer noch auf eine mechanische Vibration angewiesen, deren Frequenz von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden kann, einschließlich der Größe und Form eines Kristalls. Keine zwei Quarzkristalle sind genau gleich, was zu zumindest einer geringfügigen Diskrepanz zwischen zwei Uhren aus derselben Fertigungslinie führen kann [Quelle: NIST]. Darüber hinaus kann die Präzision von Uhren durch äußere Faktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit sowie durch Verschleiß beeinträchtigt werden, der die Stabilität der winzigen Motoren in ihrem Inneren beeinträchtigt, die das elektrische Feld erzeugen, dem die Kristalle ausgesetzt sind [Quelle: Lombardi ] .

Das Ergebnis ist, dass Quarzuhren im Laufe der Zeit tendenziell etwas ungenauer werden – wobei die Betonung auf „etwas“ liegt. Chronocentric.com, eine Website für Uhrenliebhaber, schätzt, dass Quarzuhren für Endverbraucher typischerweise zwischen einer Zehntelsekunde und zwei Sekunden pro Tag verlieren – eine Diskrepanz, die, wenn sie über lange Zeiträume nicht korrigiert wird, dazu führen kann, dass eine Uhr kaputt geht um ein paar Minuten abweichen [Quelle: Chronocentric.com]. Eine 2008 im Horological Journal veröffentlichte Studie legt jedoch nahe, dass zumindest einige billige Uhren wesentlich genauer sind. Forscher, die sich bescheidene Zeitmesser ansahen, darunter eine gefälschte Rolex, die von einem Straßenhändler für 15 $ und ein Timex-Discounter für 30 $ gekauft wurden, stellten fest, dass sie alle auf wenige Tausendstelsekunden pro Tag genau waren. Es würde Jahre dauern, bis eine solche Verschiebung für ihre Besitzer spürbar wird [Quelle: Lombardi ].

Wenn also selbst billige Quarzuhren auf weniger als eine Sekunde pro Tag genau sind, warum war Ihre Uhr dann so weit entfernt, als Sie zu Ihrem Termin in dieses Büro kamen? Der wahrscheinliche Grund ist, dass Sie es entweder gar nicht auf die richtige Zeit eingestellt haben oder es seit Ewigkeiten ununterbrochen tragen und es möglicherweise wiederholt Feuchtigkeit und extremen Temperaturen ausgesetzt haben, die seinen Betrieb beeinträchtigt haben. Aber Sie müssen wahrscheinlich keine neue Uhr kaufen. Stattdessen ist es einfacher, es alle paar Monate mit einer zuverlässigen Referenz zu vergleichen und gegebenenfalls zurückzusetzen.

Wenn Sie sich in den USA befinden, wenden Sie sich an das National Institute of Standards and Technology, das zwei Radiosender hat, einen in Colorado und den anderen auf Hawaii, die ein kontinuierliches Zeitsignal liefern. Sie erreichen die Station in Colorado telefonisch unter (303) 449-7111 und die in Hawaii unter (808) 335-4363. Die per Telefon bereitgestellte Zeit ist auf 30 Millisekunden genau, was die maximale Verzögerung ist, die durch Telefonleitungen im Ausland verursacht wird [Quelle: NIST ].

Die offizielle Zeit der US-Regierung, die auf NIST und dem US Naval Observatory in Washington, DC basiert, ist über das Internet unter www.time.gov [Quelle: NIST ] verfügbar. NIST stellt auch ein kostenloses Programm zur Verfügung, das Ihren Windows-Computer mit der offiziellen Uhr der Regierung synchronisiert [Quelle: NIST ].

In anderen Teilen der Welt können Sie Ihre Uhr auf die richtige Zeit einstellen, indem Sie www.worldtimeserver.com konsultieren , eine Werbe-Website, die von einem Softwareunternehmen angeboten wird, das seine Daten vom Royal Observatory in Greenwich in Großbritannien bezieht.

Indem Sie sich von Zeit zu Zeit mit diesen Zeitmesskörpern synchronisieren, kommen Sie vielleicht nie wieder zu spät zu einem wichtigen Termin.

Als jemand, der alt genug ist, um sich an billige Armbanduhren zu erinnern, die allmählich langsamer wurden, wenn man vergaß, sie oft genug von Hand aufzuziehen, war ich überrascht zu erfahren, dass die heutigen billigen batteriebetriebenen Quarzuhren auf weniger als eine Sekunde pro Tag genau sind. Wenn man bedenkt, wie zuverlässig sie sind, ist es umso erstaunlicher, dass jeder von uns zu irgendetwas zu spät kommt.

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Quellen